JPH07123744A - 振動型モータの駆動装置 - Google Patents

振動型モータの駆動装置

Info

Publication number
JPH07123744A
JPH07123744A JP5261149A JP26114993A JPH07123744A JP H07123744 A JPH07123744 A JP H07123744A JP 5261149 A JP5261149 A JP 5261149A JP 26114993 A JP26114993 A JP 26114993A JP H07123744 A JPH07123744 A JP H07123744A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mechanical energy
piezoelectric element
vibration
signal
driving
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP5261149A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3126563B2 (ja
Inventor
Akio Atsuta
暁生 熱田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP05261149A priority Critical patent/JP3126563B2/ja
Publication of JPH07123744A publication Critical patent/JPH07123744A/ja
Priority to US08/852,030 priority patent/US6177753B1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3126563B2 publication Critical patent/JP3126563B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/10Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
    • H02N2/105Cycloid or wobble motors; Harmonic traction motors
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/10Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
    • H02N2/106Langevin motors
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/10Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
    • H02N2/14Drive circuits; Control arrangements or methods
    • H02N2/145Large signal circuits, e.g. final stages
    • H02N2/147Multi-phase circuits

Landscapes

  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 振動型モータにおいて適正に振動状態の検知
を行なわせること。 【構成】 振動検知用圧電素子Sの出力電圧に含まれる
駆動用周波信号電圧をキヤンセルするための差動アンプ
11等のキヤンセル回路を設け、適正な振動検出出力を
得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、振動体の共振を利用し
た振動型モータの駆動装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】最近、超音波モータもしくは圧電モータ
又は振動波モーターと称される振動型モータが開発さ
れ、本出願人等によって実用化されている。この振動型
モータは、既によく知られているように、圧電素子もし
くは電歪素子などの電気一機械エネルギー変換素子に交
番電圧を印加することにより該素子に高周波振動を発生
させ、その振動エネルギーを連続的な機械運動として取
り出すように構成された非電磁駆動式の新型モータであ
る。
【0003】図13は従来の棒状振動波モータの側面図
およびにそこに構成されている圧電素子の電圧供給およ
び出力電圧の取り出しの配線図である。1は該棒状超音
波モータを構成する振動体で圧電素子もしくは電歪素子
と弾性体との結合体から成る。
【0004】上記振動子部1の圧電素子部は、駆動用の
A相圧電素子a1、a2およびB相圧電素子b、b2と
振動検出圧電素子Sから構成されている。このときA相
圧電素子a1、a2に挟まれた部分にA相印加電圧、B
相圧電素子b1、b2に挟まれた部分にB相印加電圧を
加えることで該圧電素子が駆動される。またこのときA
相圧電素子a1、a2およびB相圧電素子b1、b2の
裏側はGND電位になっている。振動検出圧電素子Sは
同様に一方はGND電位になっており、その反対側から
信号を取り出すように構成されている。またこのとき振
動検出圧電素子Sの信号取り出し面側は、金属ブロック
と接しているがそのブロックは絶縁シートによりGND
電位から絶縁されている。よって振動検出圧電素子Sか
らその振動に応じた電力電圧がそのまま得られる。そし
て、この電圧の大きさや駆動電圧との位相差などにより
共振周波数などを求める。
【0005】図14はこのような振動波モータを用いた
ときの駆動回路を示したものである。AおよびBは該圧
電素子もしくは電歪素子に交番電圧を印加するための駆
動電極、2は交番電圧を発生する発振器、3は90°移
相器、4A、5Bは、該発振器および移相器からの交番
電圧を電源電圧でスイッチングするスイッチング回路、
6、7はスイッチング回路4A、5Bでスイッチングさ
れたパルス電圧を増幅する昇圧コイルである。8は駆動
電極Aと振動検出電極Sの信号位相差を検出する位相差
検出器である。
【0006】10は制御用マイコンである。図15は上
記図14の駆動電極Aと振動検出電極Sの信号の波形図
である。
【0007】制御用マイコン10は振動波モータが駆動
すべきある周波数の交番電圧を与えるように発振器2に
指令を与える。このとき駆動電極Aと振動検出電極Sの
信号は図15に示すようなきれいな正弦波である。よっ
て、位相差検出器8はそのときの位相差に相当する信号
をマイコン10に出力することが可能である。マイコン
10はこの信号から現在共振周波数に対しどの程度ずれ
ているかを判断し最適な周波数で駆動するよう制御す
る。このようにして、駆動周波数の制御を行うことがで
きる。
【0008】このような棒状振動モータにおいて、図1
6のように駆動用圧電素子が奇数枚になると、駆動信号
が振動体の部分に駆動電圧が印加されてしまい振動検出
用圧電素子を単に駆動用圧電素子に積層しても適正な検
出出力が得られない。
【0009】また、振動波モータは圧電素子を使うため
駆動電圧が高くなるという問題がある。この対策として
図17のようなフローティング構造にして従来の電圧の
半分で駆動できるという方法が考えられている。
【0010】図18はこのような振動波モータを用いた
ときの駆動回路を示したものである。A、A’および
B、B’は該圧電素子もしくは電歪素子に交番電圧を印
加するための駆動電極、2は交番電圧を発生する発振
器、3は90°位相器、4A、4’、5B、5B’は、
該発振器および移相器からの交番電圧を電源電圧でスイ
ッチングするスイッチング回路、6、7はスイッチング
回路4A、4A’、5B、5’でスイッチングされたパ
ルス電圧を増幅する昇圧コイルである。
【0011】10は制御用マイコンである。制御用マイ
コン10は振動波モータが駆動すべきある周波数の交番
電圧を与えるように発振器2に指令を与える。このとき
スイッチング回路4A、4A’および5B、5B’位相
の180度ずれた信号が入力されたそのタイミングでス
イッチングされる。このとき振動体の駆動電極A、A’
およびB、B’には見かけ上電源電圧の2倍の電圧がコ
イルを介して印加されているかのようになる。よって、
従来の電圧の半分で駆動できるようになる。このフロー
ティング構造を取った場合においても検出用圧電素子を
配する際して上述の問題が生じる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】上述の如く図16、図
17のような振動型モーター構造においては、振動検出
圧電素子Sを従来の方法と同様に単に駆動用圧電素子に
積層しても、適正な振動検出を行うことが出来ない。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明は上記事項に鑑み
なされたもので、振動検出圧電素子の出力に含まれる駆
動用周波信号分の電圧をキヤンセルするキヤンセル回路
を設け、適正な振動検出力を得る振動型モーターの駆動
装置を提供するものである。
【0014】本発明の他の構成は駆動用圧電素子と検出
用圧電素子との間に絶縁部材を設け、該絶縁部材を介し
て上記駆動用と検出用圧電素子を積層して、適正な振動
検出出力を得る振動型モータの駆動装置を達供するもの
である。
【0015】
【実施例】図1に本発明の第1の実施例の棒状振動波モ
ータの側面図およびそこに構成されている圧電素子の電
圧供給および出力電圧の取り出しの配線図を示す。
【0016】図2は図1のモータを駆動する部分と振動
検出する部分の回路のブロック図である。図1における
駆動の部分は従来例の図16と同じである。本実施例で
はB相駆動用圧電素子のB相を印加する側に振動検出圧
電素子sが設けられており、その反対側には振動検出圧
電素子sの信号を取り出す電極Sが設けられている。
【0017】図2において従来例と異なるのは駆動電極
Bと振動検出電極Sの間に作動増幅器11が設けられて
いることである。図3に、駆動電極A、および振動検出
電極Sの部分の波形図を示す。
【0018】振動検出電極Sの波形は正弦波状の波形に
その圧電素子の反対に印加されている電圧成分が重畳さ
れた波形になっている。すなわち、振動検出電極Sから
は振動検出信号とB相駆動波形が重畳された波形になっ
ている。よって、差動アンプ11で重畳された波形成分
を取り除くことで図15と同様な正弦波波形が得られ
る。この信号を振動検出信号として用いられば従来と同
様に最適な周波数で駆動することができる。
【0019】図4に本発明の第2の実施例の棒状振動波
モータの側面図およびそこに構成されている圧電素子の
電圧供給および出力電圧の取り出しの配線図を示す。
【0020】図5は図4のモータを駆動する部分と振動
検出する部分の回路のブロック図である。図4における
駆動の部分は従来例の図17と同じである。本実施例で
はB相駆動圧電素子のB’相を印加する側に振動検出圧
電素子sが設けられており、その反対側には振動検出圧
電素子sの信号を取り出す電極Sが設けられている。
【0021】図5において従来例の図18と異なるのは
駆動電極AとA’の間、および駆動電極B’と振動検出
電極Sとの間に差動増幅器11、12がそれぞれ設けら
れていることである。図6に、図5のA、A0、A’、
およびB0、B’と振動検出電極Sの部分の波形図を示
す。スイッチング回路4Aからの信号A0とスイッチン
グ回路4A’からの信号A’はちょうど位相が反転して
いる。また、5B、5B’からの信号B0、B’は、4
Aの信号に対して90度位相がずれ、かつそれぞれの位
相が反転した信号が出力される。駆動電極Aと振動検出
電極Sの波形は正弦波状の波形にその圧電素子の反対に
印加されている電圧成分(すなわちA、B’)が重畳さ
れた波形になっている。よって、差動アンプ11、12
でそれぞれの重畳された波形成分を取り除くことで図6
のA−A’、S−B’波形の如くきれいな正弦波が得ら
れる。
【0022】このように駆動用圧電素子の両端に印加さ
れた電圧および振動検出用圧電素子sの両端から得られ
る電圧を求め、その位相差を位相差検出器8にて検出す
ることで正規の位相差特性を検出することができる。そ
してマイコン10はこの信号から現在共振周波数に対し
どの程度ずれているかを判断し最適な周波数で駆動する
よう制御する。
【0023】図7は本発明の第3の実施例の回路ブロッ
ク図である。
【0024】第3の実施例は圧電素子両端の電圧検出に
差動増幅器を用いずに行うもので、差し引くべき信号の
かわりにその信号と逆位相の信号をインピーダンスをそ
ろえて加えているというものである。すなわち第2の実
施例では振動検出用圧電素子の電極Sに対し振動検出用
圧電素子sの反対側の印加電圧B’を差し引いていた
が、そのかわりにB’とちょうど位相の反転しているB
0を加えるようにした。駆動のAに対してもA’と位相
の反転しているA0を加えた。このようにもともと持っ
ている信号を利用することで差動増幅器のいらない簡単
な回路で共振周波数の検出が可能である。
【0025】図7では、インピーダンス素子として抵抗
1本のみが各信号取り出し部についているだけだが、実
際には電圧を小さくする分圧回路やコイル、コンデンサ
などのインピーダンス素子もマッチングをとるためにつ
けられる場合もある。
【0026】図8および図9は本発明の第4の実施例の
モータを駆動する部分と振動検出する部分の回路のブロ
ック図である。本実施例では図5、図7において振動検
出用電極Sの信号とA相と比較しているのに対して比較
対照を振動検出用圧電素子sが接しているB相に変えた
ものである。この構成にするとB’の電極が共通で使え
るためモータからの線の引き出しを減らすことができ
る。
【0027】図10、図11は本発明の第5の実施例に
おけるモーター側面図及び回路ブロック図である。該図
10においては、振動検出圧電素子を2枚S 1 、S 2
設け、その中間から電極Sを引き出している。尚、該
圧電素子S 1 、S 2 は同一特性のものが用いられ
る。
【0028】図11において、一方の検出圧電素子S 1
に印加される信号B’に対して他方の検出圧電素子S
2 にはB’に対して反転した位相の電圧B0を印加す
る構成となっており、これにて、B0とB’とが打ち消
される構成となっている。よって、振動検出用電極Sか
らは何も回路的な処理をしなくても正規の振動検出信号
から得られる。よって、回路部品の部品点数を減らすこ
とができる。
【0029】図12に本発明の第6の実施例の棒状超音
波モータの側面図およびそこに構成されている、圧電素
子の電圧供給および出力電圧の取り出しの配線図を示
す。本実施例では、振動検出圧電素子の1端面をGND
電位に接続しており、これにより振動検出用電極Sから
は何も回路的な処理をしなくても正規の振動検出信号が
得られる。よって、実施例5のように圧電素子の枚数の
増やすこと無しに振動検出ができる。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように本発明により、振動
型モーターにおいてフローティング構造など共通電位の
部分を持たない構成とした場合でも簡単な回路構成でモ
ータの共振周波数の検出ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の棒状超音波モータの側
面図。
【図2】本発明の第1の実施例の回路のブロック図。
【図3】第1実施例の電極A、Sの出力波形図。
【図4】本発明の第2の実施例の棒状超音波モータの側
面図。
【図5】本発明の第2の実施例の回路のブロック図。
【図6】第2の実施例の動作を説明するための波形図。
【図7】本発明の第3の実施例の回路のブロック図。
【図8】本発明の第4の実施例の回路のブロック図。
【図9】本発明の他の実施例を示すブロック図。
【図10】本発明の第5の実施例の棒状超音波モータの
側面図。
【図11】本発明の第5の実施例の回路のブロック図。
【図12】本発明の第6の実施例の棒状超音波モータの
側面図。
【図13】従来例の棒状超音波モータの側面図。
【図14】従来例の回路のブロック図。
【図15】図14、動作を説明する波形図。
【図16】従来例の棒状超音波モータの側面図。
【図17】従来例の棒状超音波モータのフローティング
構成の側面図。
【図18】従来例のフローティング構成の回路のブロッ
ク図。
【符号の説明】
A、A’、B、B’ 駆動用電極 4A、4A’、5B、5B’ スイッチング回路 10 制御用マイコン 11、12 差動増幅器

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 弾性体に1以上の駆動用電気一機械エネ
    ルギー変換素子部及び検出用電気一機械エネルギー変換
    素子部を配した振動型モータの駆動装置において、前記
    検出用電気一機械エネルギー変換素子部出力に含まれる
    駆動用電気一機械エネルギー変換素子へ印加される周波
    信号分をキヤンセル回路を設けたことを特徴とする振動
    型モータの駆動装置。
  2. 【請求項2】 前記キヤンセル回路は前記駆動用電気一
    機械エネルギー変換素子部に印加される同波信号と検出
    用電気一機械エネルギー変換素子部出力とを合成する合
    成回路を有する特許請求の範囲第1項に記載の振動型モ
    ータの駆動装置。
  3. 【請求項3】 前記キヤンセル回路は、前記駆動用電気
    一機械エネルギー変換素子部の一面に対して印加される
    周波信号と逆位相の周波信号を検出用電気一機械エネル
    ギー変換素子部出力とを合成する合成回路を有する特許
    請求の範囲第1項に記載の振動型モータの駆動装置。
  4. 【請求項4】 弾性体に以上の駆動用電気一機械エネル
    ギー変換素子部及び検出用電気一機械エネルギー変換素
    子部を重ね合わせ方向に配設した振動型モーターの駆動
    装置において、前記検出用電気一機械エネルギー変換素
    子部を絶縁部材を介して駆動用電気一機械エネルギー変
    換素子部に対して配設したことを特徴とする振動型モー
    ターの駆動装置。
JP05261149A 1993-10-19 1993-10-19 振動型モータの駆動装置 Expired - Lifetime JP3126563B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP05261149A JP3126563B2 (ja) 1993-10-19 1993-10-19 振動型モータの駆動装置
US08/852,030 US6177753B1 (en) 1993-10-19 1997-05-06 Vibration wave motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP05261149A JP3126563B2 (ja) 1993-10-19 1993-10-19 振動型モータの駆動装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH07123744A true JPH07123744A (ja) 1995-05-12
JP3126563B2 JP3126563B2 (ja) 2001-01-22

Family

ID=17357790

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP05261149A Expired - Lifetime JP3126563B2 (ja) 1993-10-19 1993-10-19 振動型モータの駆動装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US6177753B1 (ja)
JP (1) JP3126563B2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6876126B2 (en) 1998-12-17 2005-04-05 Minolta Co., Ltd. Piezoelectric actuator
JP2013226032A (ja) * 2012-03-19 2013-10-31 Canon Inc 振動型アクチュエータの不要振動検出装置および駆動制御装置

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19961068C1 (de) * 1999-12-17 2001-01-25 Daimler Chrysler Ag Piezoelektrisches Aktorsystem
JP2002095273A (ja) * 2000-07-14 2002-03-29 Asmo Co Ltd 超音波モータ及びその駆動方法
SE0002884D0 (sv) * 2000-08-11 2000-08-11 Piezomotor Uppsala Ab Switched actuator control
JP2002204585A (ja) 2000-12-28 2002-07-19 Canon Inc 振動型アクチュエータの制御装置
JP4834243B2 (ja) * 2001-06-01 2011-12-14 キヤノン株式会社 振動型アクチュエータの制御装置
JP2002362250A (ja) * 2001-06-01 2002-12-18 Nippon Pop Rivets & Fasteners Ltd モール取付装置及びモールクリップ
JP5791343B2 (ja) 2010-05-31 2015-10-07 キヤノン株式会社 振動型モータの制御方法および振動型モータの駆動装置
TW201308864A (zh) * 2011-08-15 2013-02-16 Microjet Technology Co Ltd 極性切換電路
JP6584247B2 (ja) 2014-10-10 2019-10-02 キヤノン株式会社 振動型アクチュエータの駆動方法、駆動装置の制御方法、駆動装置、撮像装置及び装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0332374A (ja) * 1989-06-27 1991-02-12 Brother Ind Ltd 超音波モータ
JPH03253273A (ja) * 1990-03-01 1991-11-12 Canon Inc 振動波モータの電線接続装置
JP2714261B2 (ja) * 1990-12-14 1998-02-16 キヤノン株式会社 振動子および振動装置
US5376858A (en) * 1992-09-25 1994-12-27 Olympus Optical Co., Ltd. Ultrasonic motor
KR0151745B1 (ko) * 1993-02-08 1999-04-15 모리시타 요이찌 초음파모터 및 초음파모터의 제어방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6876126B2 (en) 1998-12-17 2005-04-05 Minolta Co., Ltd. Piezoelectric actuator
US7075210B2 (en) 1998-12-17 2006-07-11 Minolta Co., Ltd. Discharging circuit for a piezoelectric device
JP2013226032A (ja) * 2012-03-19 2013-10-31 Canon Inc 振動型アクチュエータの不要振動検出装置および駆動制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
US6177753B1 (en) 2001-01-23
JP3126563B2 (ja) 2001-01-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4692649A (en) Driving circuit of a vibration wave motor
US5739621A (en) Vibration type motor device
JPH07123744A (ja) 振動型モータの駆動装置
JPH04161078A (ja) 定在波型超音波モータの駆動装置
JP3839898B2 (ja) 振動型アクチュエータの駆動装置および振動型アクチュエータを駆動源とする装置
JPH04281373A (ja) 振動波モーター
JP4827441B2 (ja) 振動波アクチュエータ
JP3173902B2 (ja) 超音波リニアモータ及びその製造方法
JP4499877B2 (ja) 超音波モータおよび超音波モータ付き電子機器
JPH07170768A (ja) 超音波モータ
JPH05344765A (ja) 圧電モータおよびその駆動方法
JPS61221584A (ja) 振動波モ−タの駆動回路
JPS61221585A (ja) 振動波モ−タの駆動回路
JP2002142475A (ja) 振動型アクチュエータの駆動回路
JPH04217880A (ja) モータ制御装置
JPH0681523B2 (ja) 振動波モ−タ
JPH11178364A (ja) 振動型アクチュエータの駆動装置
JP2000070851A (ja) 容量性負荷の駆動装置
JPH03235317A (ja) コンデンサ
KR960024282A (ko) 정전형 변환수단의 구동장치
JPH10155289A (ja) 振動装置および振動制御装置
JP2980399B2 (ja) 振動型駆動装置および振動型駆動装置を駆動源とする装置
JP3311490B2 (ja) 超音波モータの駆動装置
JP2892664B2 (ja) 超音波モータ
JPH03145981A (ja) 振動波モータ

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20001024

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081102

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091102

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101102

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101102

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111102

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121102

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131102

Year of fee payment: 13

EXPY Cancellation because of completion of term